申请日2017.05.17
公开(公告)日2017.08.29
IPC分类号C02F1/04; C02F103/18
摘要
本发明提供了一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置及其排放工艺，该蒸发装置包括蒸发集水槽，蒸发集水槽上部设有低温蒸发组件，低温蒸发组件的一侧连接有热空气循环装置，另一侧连接有废水循环系统;蒸发集水槽的下部设有废水进水口，所述的热空气循环装置包括空气加热器和设在蒸发集水槽顶部的引风机,通过在蒸发集水槽内设置低温蒸发组件，将电厂脱硫废水与热空气有效结合，实现脱硫废水的零排放蒸发处理，减少脱硫废水外排对于环境水体的污染。同时，工艺合理高效，可在高悬浮物条件下连续稳定运行，使蒸发浓缩过程产生的晶体析出优先附着在悬浮物颗粒表面，降低了系统结垢风险。
权利要求书
1.一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置，其特征在于：该蒸发装置包括蒸发集水槽，蒸发集水槽上部设有低温蒸发组件，低温蒸发组件的一侧连接有热空气循环装置，另一侧连接有废水循环系统;蒸发集水槽的下部设有废水进水口，
所述的热空气循环装置包括空气加热器和设在蒸发集水槽顶部的引风机;
蒸发集水槽的外部设有一原水箱，所述的原水箱与废水进水口相连;所述的废水循环系统连接有一固体排放装置;
所述的废水循环系统包括浓缩液提升泵和浓缩液循环泵，浓缩液提升泵出水端与浓缩液循环泵的进水端之间通过循环管路相连，浓缩液提升泵的进水端通过管路与蒸发集水槽的下部相连，浓缩液循环泵的出水端通过管路与低温蒸发组件相连通;
所述的固定排放装置包括旋流分离器和设在旋流分离器底部的晶体排放阀，所述的旋流分离器设有进水端和出水端，旋流分离器的进水端通过浓缩液旁流分离阀与循环管路相连，旋流分离器的出水端通过管路与低温蒸发组件的底部相连通;
所述的空气加热器的下端设有热源进口，上端设有对应的热源出口，空气加热器内部设有空气加热管道，空气加热管道的进口与热源进口相连通，空气加热管道的出口与低温蒸发组件相连通。
2.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置，其特征在于：所述的原水箱通过原水提升泵、进水电动阀与蒸发集水槽的下部相连通。
3.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置，其特征在于：空气加热器内设有排放管道，所述的排放管道一端与低温蒸发组件相连通，另一端与空气加热器的热源出口相连通;
所述的空气加热管道由3-10根纵向设置的管道并列而成，这里所述的纵向管道上端口大于下端口，呈喇叭状。
4.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置，其特征在于：蒸发集水槽内设有液位检测仪，所述的液位检测仪设置位置高于浓缩液提升泵的进水端的位置。
5.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置的排放工艺，其特征在于：所述的排放工艺包括如下步骤：a、原水箱内的脱硫废水经提升后进入蒸发集水槽，环境空气经加热后进入蒸发集水槽;b、脱硫废水经浓缩液提升泵提升后再经过浓缩循环阀进入低温蒸发组件，脱硫废水和加热空气在低温蒸发组件中进行快速的热交换，使脱硫废水中的水分子迅速扩散在加热空气中并使得加热空气达到饱和含水状态，随后含水率达到饱和的加热空气被排至大气中;c、脱硫废水被蒸发后，浓缩液回流至蒸发集水槽内，当后续的加热空气进入蒸发集水槽后，脱硫废水被再次蒸发;d、重复上述a至c的步骤，直到蒸发集水槽内的液位下降到设定值时，原水提升泵启动，向蒸发集水槽内补充脱硫废水直至液位达到设定值;e、当蒸发集水槽内的脱硫废水浓缩液的浓缩倍率达到设定范围时，对浓缩液进行分离处理，浓缩液中的结晶体被排出设备，浓缩液中的上清液回流至蒸发集水槽内。
6.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置的排放工艺，其特征在于：a步骤中，脱硫废水经原水提升泵提升汇集后送至蒸发集水槽，当脱硫废水达到设定液位时原水提升泵停止运行;
然后启动浓缩液提升泵，使得废水高速喷入低温蒸发组件;
浓缩液提升泵启动后延时3-10秒启动引风机，使得环境空气引入空气加热器;
空气加热器使得进入装置的环境空气温度升高5-15摄氏度。
7.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置的排放工艺，其特征在于：b步骤中，加热空气和高速喷入的脱硫废水在低温蒸发组件内进行混合，使得进入低温蒸发组件的加热空气在0.1-0.5秒达到含水率饱和;
低温蒸发组件内设有并列布置的格栅，每一个格栅中设有辅助隔栏，辅助隔栏的高度低于格栅的高度。
8.根据权利要求1所述的一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置的排放工艺，其特征在于：e步骤中，对浓缩液通过固定排放装置进行分离和后续处理，
所述的固定排放装置包括旋流分离器和设在旋流分离器底部的晶体排放阀，所述的旋流分离器设有进水端和出水端，旋流分离器的进水端通过浓缩液旁流分离阀相连，旋流分离器的出水端通过管路与低温蒸发组件的底部相连通。
说明书
一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置及其排放工艺
技术领域
本发明涉及低温蒸发的技术领域，尤其涉及一种处理电厂脱硫废水的低温蒸发装置，具体来说是一种利用空气能热泵处理废水排放的低温蒸发装置。
背景技术
随着国家和各地方对于水体排放的环保标准日益严格以及对于水体含盐量指标出台的呼声也日益高涨，脱硫废水零排放蒸发处理技术开始逐步兴起。所谓废水零排放是指不向环境水域排放任何形式的水，所有排出的水都以湿气的形式或是固化在灰或渣中。目前广泛应用的废水零排放蒸发处理技术主要有两类：多效蒸发技术(Multiple EffectDistillation，缩写为MED)和蒸汽再压缩蒸发处理技术(Mechanical VaporRecompression，缩写为MVR)。MED工艺是将加热蒸汽通入一个蒸发器，将溶液加热沸腾产生的二次蒸汽作为加热蒸汽，引入下一级蒸发器，以此类推，第二级蒸发器产生的新的二次蒸汽又可作为第三级蒸发器作为加热蒸汽。每一级蒸发器即称为一效，将多个蒸发器连接起来一同操作，组成多效蒸发系统。而MVR工艺则是将蒸发器产生的二次蒸汽，经压缩机压缩提高压力、温度及蒸汽焓值后送至蒸发器加热室作为加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态。这两类技术均通过二次蒸汽的再次利用从而达到节能的目的。
现有蒸发处理技术由于均需使废水处于沸腾状态，因此需要在较高的温度条件下运行，一方面需要消耗大量高品质的电能或热源，另一方面高含盐废水往往含有大量的腐蚀性污染物质，高温条件加大了设备腐蚀风险，同时，剧烈的蒸发过程也使得结垢问题更加严重。为了保证设备的连续稳定运行，就必须选择更昂贵的材质，同时对废水进行更加严格的软化预处理，使得零排放投资成本和运行费用居高不下。针对现有废水零排放蒸发处理技术应用中存在的问题，本发明设计了一种脱硫废水零排放低温蒸发装置及其排放工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置及其排放工艺，通过在蒸发集水槽内设置低温蒸发组件，将电厂脱硫废水与热空气有效结合，实现脱硫废水的零排放蒸发处理，减少脱硫废水外排对于环境水体的污染。同时，工艺合理高效，可在高悬浮物条件下连续稳定运行，使蒸发浓缩过程产生的晶体析出优先附着在悬浮物颗粒表面，降低了系统结垢风险。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置，其特征在于：该蒸发装置包括蒸发集水槽，蒸发集水槽上部设有低温蒸发组件，低温蒸发组件的一侧连接有热空气循环装置，另一侧连接有废水循环系统;蒸发集水槽的下部设有废水进水口， 所述的热空气循环装置包括空气加热器和设在蒸发集水槽顶部的引风机;
蒸发集水槽的外部设有一原水箱，所述的原水箱与废水进水口相连;所述的废水循环系统连接有一固体排放装置;
所述的废水循环系统包括浓缩液提升泵和浓缩液循环泵，浓缩液提升泵出水端与浓缩液循环泵的进水端之间通过循环管路相连，浓缩液提升泵的进水端通过管路与蒸发集水槽的下部相连，浓缩液循环泵的出水端通过管路与低温蒸发组件相连通;
所述的固定排放装置包括旋流分离器和设在旋流分离器底部的晶体排放阀，所述的旋流分离器设有进水端和出水端，旋流分离器的进水端通过浓缩液旁流分离阀与循环管路相连，旋流分离器的出水端通过管路与低温蒸发组件的底部相连通;
所述的空气加热器的下端设有热源进口，上端设有对应的热源出口，空气加热器内部设有空气加热管道，空气加热管道的进口与热源进口相连通，空气加热管道的出口与低温蒸发组件相连通。
优选的，所述的原水箱通过原水提升泵、进水电动阀与蒸发集水槽的下部相连通。
进一步，空气加热器内设有排放管道，所述的排放管道一端与低温蒸发组件相连通，另一端与空气加热器的热源出口相连通;所述的空气加热管道由3-10根纵向设置的管道并列而成，这里所述的纵向管道上端口大于下端口，呈喇叭状。
一种处理电厂脱硫废水排放的低温蒸发装置的排放工艺，其特征在于：所述的排放工艺包括如下步骤：a、原水箱内的脱硫废水经提升后进入蒸发集水槽，环境空气经加热后进入蒸发集水槽;b、脱硫废水经浓缩液提升泵提升后再经过浓缩循环阀进入低温蒸发组件，脱硫废水和加热空气在低温蒸发组件中进行快速的热交换，使脱硫废水中的水分子迅速扩散在加热空气中并使得加热空气达到饱和含水状态，随后含水率达到饱和的加热空气被排至大气中;c、脱硫废水被蒸发后，浓缩液回流至蒸发集水槽内，当后续的加热空气进入蒸发集水槽后，脱硫废水被再次蒸发;d、重复上述a至c的步骤，直到蒸发集水槽内的液位下降到设定值时，原水提升泵启动，向蒸发集水槽内补充脱硫废水直至液位达到设定值;e、当蒸发集水槽内的脱硫废水浓缩液的浓缩倍率达到设定范围时，对浓缩液进行分离处理，浓缩液中的结晶体被排出设备，浓缩液中的上清液回流至蒸发集水槽内。
优选的，a步骤中，脱硫废水经原水提升泵提升汇集后送至蒸发集水槽，当脱硫废水达到设定液位时原水提升泵停止运行;然后启动浓缩液提升泵，使得废水高速喷入低温蒸发组件;浓缩液提升泵启动后延时3-10秒启动引风机，使得环境空气引入空气加热器;空气加热器使得进入装置的环境空气温度升高5-15摄氏度。
进一步，b步骤中，加热空气和高速喷入的脱硫废水在低温蒸发组件内进行混合，使得进入低温蒸发组件的加热空气在0.1-0.5秒达到含水率饱和;
低温蒸发组件内设有并列布置的格栅，每一个格栅中设有辅助隔栏，辅助隔栏的高度低于格栅的高度。
相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：
1、温升小，可实现废热资源的再利用
设备运行温升5～15℃，可利用电镀喷涂厂锅炉余热资源，在实现废水零排放处理的同时，降低运行能耗。
2、设备运行稳定可靠
由于采用热源加热空气，然后采用热空气作为加热介质直接与电镀喷涂废水接触换热，系统无腐蚀结垢风险。
3、系统运行费用低
设备进水水质要求低，无需进行药剂软化、过滤等预处理过程。现有废水零排放蒸发系统需要进行彻底的软化预处理，一方面需要投加大量的药剂，另一方面还需要产生难处理的再生废液，运行费用极高。本发明电镀喷涂废水零排放蒸发处理系统运行所消耗的仅有电能，大大降低了零排放处理系统的运行费用。
4、自动化程度高、运行维护简单，无需停机清洗。
